种群基因组成的变化课件 2023-2024学年高一下学期生物人教版（2019）必修2

第1课时种群基因组成的变化—1—学习目标1.分析、认同种群是生物进化的基本单位。2.理解自然选择对种群基因频率的影响，运用归纳

与概括、批判性思维阐释生物进化的原因。3.引导人们关注不正确使用抗生素带来的危害，关

注人体健康。第1课时种群基因组成的变化

课前篇自主预习

课堂篇探究学习—2—一、种群和种群基因库(一)种群的概念及特点1.概念：生活在一定区域的

生物

的集合叫作种群。2.特点：(1)是生物进化的基本单位。(2)种群是生物繁殖的基本单位。种群中的雌雄个体可以通过繁殖将

传给后代。(二)基因库一个种群中

个体所含有的基因，叫作这个种群的基因库。课前篇自主预习

课堂篇探究学习第1课时种群基因组成的变化—3—(三)基因频率1.概念：在一个种群基因库中，某个基因占

的比值，叫作基因频率。课前篇自主预习第1课时种群基因组成的变化课堂篇探究学习—4—二、种群基因频率的变化(一)可遗传的变异的来源究

立

基因突变大

文可遗传的变异来源

染色体变异(二)可遗传变异的形成、特点和作用1.形成：a.

产生新的等位基因；b.通过有性生殖过程中的基因重组，可以形成多种多样的

02.特点：随机的、

o3.

作

用：只

是

提

供

生

物

进

化的

,不能决定生

物

进化的

0课前篇自主预习

课堂篇探究学习第1课时种群基因组成的变化—5—三

、自然选择对种群基因频率变化的影响1.原因：在自然选择的作用下，具有有利变异的个体有更多的机会产生后代，种群中相应基因的频率会

;相反，具有不利变异的

个体留下后代的机会少，种群中相应基因的频率会

。2.在自然选择的作用下，会发生定向改变，导致生物朝着一定的方向不断进化。课前篇自主预习第1课时种群基因组成的变化课堂篇探究学习—6—四

、探究抗生素对细菌的选择作用1.实验原理：一般情况下，一定浓度的抗生素会杀死细菌，但变异的细菌可能产生

。在实验室连续培养细菌时，如果向培养基中

添加抗生素，耐药菌有可能存活下来。2.方法步骤第1步：用记号笔在培养皿的底部画2条的直线，将培养皿分为4个区域，分别标

记为①~④。第

2

步：取少量细菌的培养液，用无菌的

(或无菌棉签)均匀地涂抹在培养基平板上。课前篇自主预习第1课时种群基因组成的变化课堂篇探究学习—7—第6

步：从

的菌落上挑取细菌，接种到

已灭菌的液体培养基中

培养，然后重复步骤2~

5。如此重复几代，记录

每一代培养物抑菌圈的

直径。第

3

步：用无菌的镊子先夹取

1张

的纸片放在①号

区域的中央，再分别夹取1张放在②~④号区域的中央，盖上皿盖。第

5

步：观察培养基

上细菌的生长状况。

纸片附近是否出现了抑菌圈，测量和记录每个实验组中,并取平均值。第

4步：将

培养

皿

倒

置

于

37

℃的恒温

箱中培养课前篇自主预习

课堂篇探究学习第1课时种群基因组成的变化—8—【思考讨论】实验结束后，为什么应将耐药菌、培养基、纸片等进行高温灭菌处理?提示：防止对环境造成污染。课前篇自主预习第1课时种群基因组成的变化课堂篇探究学习—9—预习反馈判断正误。(1)一个种群中某基因占所有基因数的比值叫作基因频率。(

)(2)在环境条件保持稳定的前提条件下，种群的基因频率不会发生变化。(

)(3)若亲子代间基因频率不变，基因型频率也一定不变。((4)种群是生物进化的基本单位，自然选择的直接选择对象是个体的表型。(

)(5)从根本上讲，没有突变，就没有生物的进化。(

)(6)突变具有低频性，不能为生物进化提供原材料。(

)(7)有害突变不能成为生物进化的原材料。(

)(8)所有变异都不能决定生物进化的方向，但都能提供进化的原材料。(课前篇自主预习第1课时种群基因组成的变化课堂篇探究学习—10—基因库、基因频率和基因型频率情境导引分析材料，根据孟德尔的分离定律，回答下列问题。材料

在某昆虫种群中，决定翅色为绿色的基因为A,决定翅色为褐色的基因为a,

从这个种群中随机抽取100个个体，测得基因型为AA、Aa和aa

的个体数量分别为30、60和10,就这对等位基因来说，每个

个体可以看作含有2个基因。假设该昆虫种群非常大，所有的雌雄个体间都能自由交配并产生后代，没有迁入和迁出，自然选择对翅色这一相对性状没有作用，基因A和a都不产生突变。课堂篇探究学习探究点一

探究点二

探究点三第1课时种群基因组成的变化课前篇自主预习—11—1.该种群产生的A配子和a

配子的比率各是多少?子一代基因型的频率各是多少?提示：A

配子占60%,a配子占40%。子一代基因型的频率：占36%,Aa占48%

,aa

占16%。2.子一代种群的基因频率各是多少?提示：子一代种群的基因频率：A占60%

,a占40%。探究点一

探究点二

探究点三课前篇自主预习

课堂篇探究学习第1课时种群基因组成的变化—12—亲代基因型的频率AA(30%)Aa(60%)aa(10%)配子的比率A(30%)A(30%)a(30%)a(10%)子一代基因型频率AA(36%)Aa(48%)aa(16%)子一代基因频率A(60%)a(40%)子二代基因型频率Aa(

)aa(

)子二代基因频率

)a(

)3.子二代、子三代以及若干代以后，种群的基因频率会同子一代一样吗?请完成下表。课堂篇探究学习探究点一

探究点二

探究点三第1课时种群基因组成的变化课前篇自主预习—13—提示：子三代、子四代以及若干代以后，种群的基因频率与子一代一样。答案：36%48%

16%60%40%课堂篇探究学习探究点一

探究点二

探究点三第1课时种群基因组成的变化课前篇自主预习—14—4.若上述计算结果是建立在五个假设条件基础上的。对自然界种群来说，这五个条件都成立吗?你能举出哪些实例?提示：对自然界的种群来说，这五个条件不可能同时都成立。例如，昆虫的翅色与环境色彩不一致，容易被天敌发现，自然选择对种群翅色这一性状有选择作用。课堂篇探究学习探究点一

探究点二

探究点三第1课时种群基因组成的变化课前篇自主预习—15—归纳提升种群中基因频率的计算规律1.在种群中一对等位基因的基因频率之和等于1,基因型频率之和也等于1。2.基因频率的计算规律(以人类为例)(1)若某基因在常染色体上，则课堂篇探究学习(2)若某基因只出现在X染色体上，则探究点一

探究点二

探究点三第1课时种群基因组成的变化课前篇自主预习—16—3.根据基因型频率计算基因频率的方法A的基因频率=AA的基因型频率+1/2Aa的基因型频率，a

的基因频率=aa

的基因型频率+1/2Aa的基因型频率4.根据遗传平衡定律计算基因频率和基因型频率(1)遗传平衡定律在一个有性生殖的自然种群中，在符合以下5个条件的情况下，各等位基因的频率和基因型频率在一代一代的遗传中是稳定不变的，或

者说是保持着基因平衡的，又称为哈迪—温伯格定律。①种群足够大；②种群中个体间的交配是随机的；③没有突变发生；④没有新基因加入；⑤没有自然选择。课堂篇探究学习探究点一

探究点二

探究点三第1课时种群基因组成的变化课前篇自主预习—17—雄配子雌配子a(q)aaa(2)基因频率与基因型频率的特点设A的基因频率为p,a的基因频率为q,则p+q=1。即AA的基因型频率=p²,Aa的基因型频率=2pq,aa的基因型频率=q²。课堂篇探究学习探究点一

探究点二

探究点三第1课时种群基因组成的变化课前篇自主预习—18—(1)该种群中a基因的频率为

0(2)如果该种群满足以下基本条件，即种群

、不发生

、不发生

、没有迁入和迁出，且种群中个体间随机交配，则理论上该种群的子一代中aa

的基因型频率为

;

如果该种群的子一代再随机交配，其后代中aa

的基因型频率(填“会”或“不会”)发生改变。(3)假定该动物种群满足上述基本条件，但不发生随机交配，只在相同基因型之间进行交配，则理论上该种群的子一代中AA、Aa

和aa的基因型频率分别为

和

;如果子一代

也同样只发生相同基因型之间的交配，其后代中AA、Aa

和aa的基因型频率

(填“会”或“不会”)发生改变。典例剖析(2019·四川雅安高二期末)某动物种群中AA、Aa

和aa的基因型频率分别为20%、40%和40%。请回答下列问题。探究点一

探究点二

探究点三课前篇自主预习

课堂篇探究学习第1课时种群基因组成的变化—19—答案：(1)60%(2)足够大基因突变(或突变)自然选择36%不

会

(

3

)

3

0

%

2

0

%

5

0

%

会课堂篇探究学习探究点一

探究点二

探究点三第1课时种群基因组成的变化课前篇自主预习—20—解析：(1)由题意可知，AA

的基因型频率=20%,Aa

的基因型频率=40%,aa的基因型频率=40%,该种群中a

的基因频率为40%+40%×1/2=60%。(2)如果该种群足够大、不发生突变、没有自然选择、没有迁入和迁出，且种群中个体间随机交配，则该种群的遗传符合遗传平衡定律，即理论上该种群的子一代中aa

的基因型

频率是(60%)²=36%;如果继续随机交配，其后代中aa

的基因型频率

不会发生改变。(3)假定该动物种群满足上述基本条件，但不发生随

机交配，只在相同基因型之间进行交配，即交配方式是AA×AA、Aa×Aa

、aa×aa,理论上该种群的子一代中AA

、Aa

、aa

的基因型频率分别是AA=20%+40%×1/4=30%,Aa=40%×1/2=20%,aa=40%+40%×1/4=50%;

如果子一代也同样只发生相同基因型之间的交配，按上述方法进行计算，其后代(子二代)中AA、Aa

和aa的基因型频率会发生改变。第1课时种群基因组成的变化课堂篇探究学习探究点一探究点二

探究点三

课前篇自主预习—21—活学活练1.蜗牛的有条纹(A)对无条纹(a)为显性。在一个地区的蜗牛种群内，有条纹(AA)

个体占55%,无条纹个体占15%,若蜗牛间进行自由交配

得到F₁,则A

基因的频率和F₁中Aa

基因型的频率分别是(

)A.30%,21%B.30%,42%C.70%,21%

D.70%,42%答案：D解析：亲本中AA占55%,aa

占15%,所以Aa占30%,因此在亲本中A的基因频率为(55+30/2)/100×100%=70%,故a

的基因频率为100%-

70%=30%。则自由交配得到的子代中出现Aa

的基因型频率为2×0.7×0.3×100%=42%,故选D项。课堂篇探究学习探究点一

探究点二

探究点三第1课时种群基因组成的变化课前篇自主预习—22—2.对某校学生进行色盲遗传病调查研究后发现：780名女生中有患者23人，携带者52人；820名男生中有患者65人。那么该群体中色盲

基因的频率是(

)A.4.4%B.5.1%C.6.8%D.10.2%答案：C解析：色盲基因的频率为课堂篇探究学习探究点一

探究点二

探究点三第1课时种群基因组成的变化课前篇自主预习—23—3.(多选)下列关于基因频率、基因型频率与生物进化的叙述，正确的是(

)A.一个种群中，控制一对相对性状的各种基因型频率的改变，基因频率不一定改变B.色盲患者中男性数量大于女性，说明男性群体中色盲基因的频率大于女性群体C.基因型为Aa的个体自交后代所形成的群体中，A基因的频率大于a基因的频率D.一个种群中，控制相对性状的等位基因的频率之和、基因型频率之和都为1探究点一

探究点二

探究点三课前篇自主预习

课堂篇探究学习第1课时种群基因组成的变化—24—答案：AD解析：种群中控制一对相对性状的各基因型频率改变，基因频率不一定改变，A项正确；色盲患者中男性数量大于女性，是因为男性X染

色体上只要携带色盲基因就会患色盲，并不能说明男性群体中色盲

基因的频率大于女性群体，B项错误；在不发生突变、自然选择、迁

移等情况下，基因型为Aa的个体自交后代所形成的群体中，A基因的

频率等于a

基因的频率，C项错误；一个种群中，控制相对性状的等位

基因的频率之和、基因型频率之和都为1,D项正确。课堂篇探究学习探究点一

探究点二

探究点三第1课时种群基因组成的变化课前篇自主预习—25—计算项目第

1

年第

2

年第

3

年基因

型频率SS10%11.5%13%Ss20%22.9%26%SS70%65.6%61%基因频率S20%S80%某桦尺蛾种群中，黑色体色的基因为S,

浅色体色的基因为s,抽样调查测得SS

、Ss

、ss

的基因型频率为10%、20%、70%。桦尺蛾种群

在树干变黑这一环境条件下，种群中浅色个体每年减少10%,黑色个

体每年增加10%。第2年、第3年，该种群每年的基因频率是多少?根据基因型频率计算每年基因频率，将结果写在下表中。结论：自然选择会使种群基因频率发生

改变。答案：23%

2

6%

7

7%

7

4%

定

向自然选择对种群基因频率变化的影响情境导引第1课时种群基因组成的变化

课前篇自主预习课堂篇探究学习探究点一

探究点二

探究点三—26—归纳提升1.自然选择对种群基因频率变化的影响(1)自然选择的具体过程种群中产生变异(不定向)

自然选择

不利变异被淘汰有利变异积累(定向)→基因频率定向改变→生物朝一定方向进化。(2)自然选择的对象①直接对象是生物的表型。②间接对象是相关的基因型。③根本对象是与表型相对应的基因。课堂篇探究学习探究点一

探究点二

探究点三第1课时种群基因组成的变化课前篇自主预习—27—(3)生物进化的实质：种群基因频率的改变。(4)生物进化的方向：变异是不定向的，自然选择是定向的，定向的自然选择决定了生物进化的方向。2.生物进化的实质是种群基因频率的定向改变。课堂篇探究学习探究点一

探究点二

探究点三第1课时种群基因组成的变化课前篇自主预习—28—典例剖析(多选)桦尺蛾的体色受一对等位基因控制，其中黑色(S)对浅色(s)为显性。将某桦尺蛾种群分成两组，分别迁移到A

、B两个区域，A地是煤炭工业重镇，B地是闭塞的山区，数年后抽样调查，结果如表所示。下列有关说法不正确的是(

)A.A

地S基因的频率为89%,B地S基因的频率为6%B.A地的大部分s基因突变为S基因，故S基因的频率升高C.

从上述材料得知生物进化的方向是由自然选择决定的D.从上述材料得知生物进化的实质就是种群基因型频率的变化区域SS(%)Ss(%)ss(%)A80182B2890课堂篇探究学习探究点一

探究点二

探究点三第1课时种群基因组成的变化课前篇自主预习—29—答案：B解析：由题干中的数据可知，A

地种群内S基因的频率=[(80×2+18)/(80×2+18×2+2×2)]×100%=89%,s基因的频率=1-89%=11%;而B地种群内S

基因的频率=[(2×2+8)/(100×2)]×100%=6%,s

基因的频率=1-6%=94%。可见A地种群内控制黑色的S

基因的频率较高，而B地种群内控制浅色的s

基因的频率较高，这

些不同与这两地种群的生活环境有关。A

地种群生活在污染严重

的环境中，而B地种群生活在基本未受污染的环境中。可见生物进

化的实质是自然选择使种群的基因频率发生改变。课堂篇探究学习探究点一

探究点二

探究点三第1课时种群基因组成的变化课前篇自主预习—30—活学活练1.现有两个非常大的某昆虫种群，个体间随机交配，没有迁入和迁出，无突变，自然选择对A

和a基因控制的性状没有作用。种群1的A

基因频率为80%,a基因频率为20%;种群2的A

基因频率为60%,a基因频率为40%。假设这两个种群大小相等，两个种群完全合并为一个可

随机交配的种群，则下一代中Aa

的基因型频率是()A.75%

B.50%C.42%D.21%课堂篇探究学习探究点一

探究点二

探究点三第1课时种群基因组成的变化课前篇自主预习—31—答案：C解析：种群1中，AA的基因型频率为80%×80%=64%,Aa

的基因型频

率为2×80%×20%=32%,aa

的基因型频率为20%×20%=4%;种群2中，AA的基因型频率为60%×60%=36%,Aa

的基因型频率为2×60%×40%=48%,aa

的基因型频率为40%×40%=16%。两个非常大的种群合并后，AA的基因型频率为Aa的基因型频率为

的基因型频率为

,合并后的种群中，A基因的频率为

基因的频率为30%。种群中的个体随机交配，下一代中Aa

的基因型频率为2×70%×30%=42%。课堂篇探究学习探究点一

探究点二

探究点三第1课时种群基因组成的变化课前篇自主预习—32—2.(多选)果蝇长翅(V)和残翅(v)由常染色体上的一对等位基因控制。假定某果蝇种群有20000只果蝇，其中残翅果蝇个体数量长期维持

在4%,若再向该种群中引入20000只纯合长翅果蝇，在不考虑其他因素影响的前提下，关于纯合长翅果蝇引入后种群的叙述，错误的是(

)A.v基因频率降低了45%B.V

基因频率增加了50%C.杂合果蝇比例降低了50%D.残翅果蝇比例降低了50%课堂篇探究学习探究点一

探究点二

探究点三第1课时种群基因组成的变化课前篇自主预习—33—答案：AB解析：由题干信息知，该果蝇种群中，vv

的基因型频率为4%,可计算出基因频率分别为v=0.2

、V=0.8,进而计算出引入纯种长翅果蝇前，不同基因型个体数：vv有0.04×20000=800(只),Vv

有2×0.2×0.8×20000=6400(只),VV

有0.8×0.8×20000=12800(只)。引入后，基因频率v=800×206400=0.1,V=1-0.1=0.9,

故A、B两项错误；因Vv、vv的数目不变，而该种群的总数增加一倍，所以Vv、Vv

的基因型频率各降低50%,C

、D两项正确。课堂篇探究学习探究点一

探究点二

探究点三第1课时种群基因组成的变化课前篇自主预习—34—3.镰状细胞贫血由基因突变引起，其致病基因为隐性基因(用a表示)。只有隐性纯合子才会发病，携带者不发病且对疟疾的抵抗力高于正常人。在非洲某些疟疾流行的地区，携带者比例在20%左右；现在美

洲黑人中携带者的比例已降到了8%。下列叙述错误的是()A.非洲疟疾流行地区a基因的基因频率大约为30%B.

美洲黑人中a基因频率的下降是自然选择的结果C.非洲疟疾流行地区，镰状细胞贫血致病基因携带者的比例可能会增加D.在一定外界条件下，突变基因的有害性与有利性是可以转化的课堂篇探究学习探究点一

探究点二

探究点三第1课时种群基因组成的变化课前篇自主预习—35—答案：A解析：根据题干信息无法计算出非洲疟疾流行地区a

基因的基因频率，A项错误；基因频率的改变是自然选择的结果，B项正确；非洲疟疾流行地区，镰状细胞贫血致病基因携带者不发病，且对疟疾的抵抗力更高，更适应环境，所以其所占比例可能会增加，C项正确；在一定外界条件下，突变基因的有害性与有利性是可以转化的，D

项正确。课堂篇探究学习探究点一

探究点二

探究点三第1课时种群基因组成的变化课前篇自主预习—36—探究抗生素对细菌的选择作用情境导引结合教材P115“探究抗生素对细菌的选择作用”,讨论解决下列问题。1.在培养基上是否有细菌生长?在放有抗生素纸片的区域呢?提示：在培养基上有细菌生长繁殖。在放有抗生素纸片的区域可能有细菌生长繁殖，也可能没有细菌生长繁殖。2.连续培养几代后，抑菌圈的直径发生了什么变化?这说明抗生素对细菌产生了什么作用?提示：连续培养几代后，抑菌圈的直径会变小，说明通过抗生素的选择作用，细菌中的耐药性个体越来越多。课堂篇探究学习探究点一

探究点二

探究点三第1课时种群基因组成的变化课前篇自主预习—37—3.在本实验的培养条件下，耐药菌所产生的变异有利还是有害的?你怎么理解变异是有利还是有害的?提示：细菌产生的耐药性变异有利于细菌的生存，属于有利变异。变异的有利与有害是根据环境而定的，例如细菌的耐热性变异。在较高温度环境下，耐热性变异有利于细菌生存，属于有利变异；但在

较低温度环境下，耐热性变异不利于细菌生存，属于不利变异。在生物进化中，生物产生的有利变异是指有利于生物生存，适应环境的变异，而不是对人类有利的变异。课堂篇探究学习探究点一

探究点二

探究点三第1课时种群基因组成的变化课前篇自主预习—38—4.滥用抗生素的现象十分普遍，请举例说明滥用抗生素的危害。提示：①增强细菌抗药性：抗生素的滥用及不合理使用在一定程度上减弱抗生素的药效，甚至完全不起作用。②不良反应繁多：滥用

抗生素导致大量不良反应产生。如抗生素中应用氯霉素时可引发

再生障碍性贫血发生。③菌群失调：抗生素的长期大量滥用，使未

被抑制的细菌类型繁殖迅速，造成菌群失调的情况，导致患者免疫

力下降，病情加重或产生新的病变。课堂篇探究学习探究点一

探究点二

探究点三第1课时种群基因组成的变化课前篇自主预习—39—2.抑菌圈直径与抗药性的关系抑菌圈的直径大小表明该种抗生素的杀菌能力，直径越大，杀菌能力越强。自变量有无抗生素因变量抗生素的抑菌能力(抑菌圈直径大小)无关变量温度、培养时间等归纳提升1.实验变量分析课堂篇探究学习探究点一

探究点二

探究点三第1课时种群基因组成的变化课前篇自主预习—40—典例剖析检测细菌对各种抗生素的药敏程度实验方法如下。在固体培养基中培养着状态相同的某种细菌，将含有一定浓度的不同抗生素的滤

纸片(大小相同)放置在不同固体培养基的表面，抗生素会向周围扩

散，如果抑制该细菌生长，则在滤纸片周围出现抑菌圈(图1中里面的课堂篇探究学习探究点一

探究点二

探究点三圈),结果如下图所示。A

B

C

D第1课时种群基因组成的变化课前篇自主预习—41—图

2图

1第1课时种群基因组成的变化

课前篇自主预习

课堂篇探究学习

探究点一